基因工程及其应用课堂设计.doc

“基因工程及其应用”的教学设计一、教案背景1.面向学生：高中 2.课时：23.学生课前准备： 布置学生预习，要求学生搜集基因工程应用成果的资料。 搜集转基因生物和转基因食品安全性问题的相关资料并准备相应的辨论稿。二、教学分析 1.教材分析 基因工程是现代生物科技中的热点，逐渐对人类的生产和生活产生巨大的影响，所以该内容被录入了现行的高中生物必修教材中，并且在选修教材中有更详细的阐述。学习这一内容，既有助于学生对这一前沿科技的了解，也能让学生对科学、技术、社会三者的关系有更深入的理解，还能为学生的人生规划和发展提供一种新的视角。对于基因工程，学生接触得很少，文字描述中会感到抽象，为此，教材中采用形象化得呈现方式简述了基因工程基本操作程序的四个步骤以及转基因生物和食物，这样便于学生理解和掌握。此外，在教材处理中还呈现主干，割舍枝杈，将非主干内容以生物技术资料卡、拓展视野等方式呈现，做到有主有次。 2.学情分析 学生经过上几节的学习已经掌握DNA重组技术所需三种基本工具的作用、基因工程载体所需条件及基因工程操作的基本步骤等知识，具备学习基因工程的基本应用一节的基础。但基因工程一节对学生来说难点较多，如果处理不好，会变成简单的死记硬背。因此在教学过程中，应在教师引导下适时加强学生解决问题和运用概念图等生物学语言归纳结论等方面的能力，引导学生对转基因生物和转基因食品的安全性问题的关注、思考和交流。三、教学内容： 基因工程及其应用四、学习内容 本节是基因工程专题的重点，上承DNA重组技术的基本工具、基因工程的基本操作程序。通过教材上的图示和学习，理解并掌握基因工程的相关概念和操作程序，熟悉基因工程的应用。五、教学目标 1. 知识目标： 让学生能说基因工程的主要步骤。 让学生能说出基因工程应用的优势、发展现状和应用前景。 让学生了解转基因生物和食品的安全性。 2.能力目标： 通过动手实践，了解基因工程的主要步骤。 尝试运用基因工程原理，提出解决某一实际问题的方案。 让学生学会通过讨论，对转基因生物和食品持理性态度。 3. 价值观目标 让学生了解基因工程，认识基因工程技术的优势。 关注基因的发展，同时理性对待基因工程技术及产物。 培养科学、严谨、为人类谋福利的主体科学思想。六、教学重点与难点1. 教学重点 基因工程的主要步骤；基因工程的应用；转基因生物和食品的安全性2. 教学难点 基因工程经历的四个步骤；说出基因工程的应用七、教学组织形式 全班授课八、教学方法 讲授法、自学释疑法、分组讨论法九、主要教具 教室多媒体，手工材料十、主要教法 多媒体教学十一、板书设计1基因工程的主要步骤2基因工程的应用 作物育种： 目的：获得高产、稳产和具有优良品质的农作物和具有抗逆性的新品种。 实例：转鱼抗寒基因的番茄；生长快、肉质好的转基因鱼。 医药研制： 目的：提高昂贵药物产量问题，大大降低生产成本。 实例：大肠杆菌产胰岛素 环境保护： 目的：利用“指示生物”反映环境污染的情况，吸收和转化污染物。 实例：基因工程做成的“超级细菌”能吞食和分解多种污染环境的物质。3转基因生物和转基因食品的安全性十一、教学过程 教学程序教师活动学生活动设计意图复习提问基因工程需要哪些专门的工具剪刀（限制酶）、针线（连接酶）、运载体（质粒、噬菌体、动植物病毒等）复习所学内容导入承接上节课知识点，介绍本章节重点了解本章节重点，及关键词，形成初步知识主线对后面知识学习起到承前启后的作用知识点引入问题：“基因工程要经历哪些步骤？”回答温故知新，整理知识、总结规律。知识点详解：基因工程经历的主要步骤主要步骤：1. 提取目的基因2. 目的基因与运载体结合3.将目的基因导入受体细胞4.目的基因的检测和表达学习，思考，记忆，理解。了解基因工程经过的主要步骤。理解，分析各步骤之间的关系。同时在脑海中形成完整的基因工程流程。课堂活动活动通过剪刀、玻璃瓶，写有碱基对的纸条等材料，进行手工制作，模拟基因工程。动手制作加深对基因工程步骤的理解。 知识点讲解：基因工程的应用举例讲解基因工程的应用：1. 作物育种 2. 医药研制3. 环境保护思考，讨论、理解加深对基因工程的理性认识，了解基因工程对现代生活起到的重要作用。知识点提高：提出问题提问：1.基因工程有哪些方面的应用？2.你认为转基因产品的安全吗？回忆、思考，做出自己的判断综合所学知识，联系生活实际，提高生物知识素养辩论正方： 转基因生物和转基因食品是安全的，应大力推广反方：转基因生物和转基因食品不安全，应严加控制准备材料，构思，辩论利用辩论串联本章节知识点，加深对基因工程的理性认识，提高学生分析问题能力，培养辩证思维。小结1. 总结辩论结果。2. 介绍国内对待基因产物的管理情况。3. 重点知识归纳学习、互评，思考如何正确对待转基因产品，归纳课堂重要知识点。对学生表现做出评价，指导学生正确认识基因工程。课堂小记12、 课后习题一. 选择题1. 构建基因组DNA文库时，首先分离细胞的（ A ）A. 染色体DNA B. 线粒体DNA C. 总mRNA D. tRNA2. 在基因工程中，科学家常用细菌、酵母菌等微生物作为受体细胞，原因是（ A ） A. 结构简单，操作方便 B. 遗传物质含量少 C. 繁殖速度快 D. 性状稳定，变异少3. 因工程的操作步骤： 使目的基因与运载体相结合， 将目的基因导入受体细胞， 检测目的基因的表达是否符合特定性状要求， 提取目的基因，正确的操作顺序是（ C ）A. B. C. D. 4. 在已知序列信息的情况下，获取目的基因的最方便方法是（ A ）A. 化学合成法 B. 基因组文库法C. cDNA文库法 D. 聚合酶链反应5. 有关基因工程的叙述正确的是（ D ）A. 限制性内切酶只在获得目的基因时才用B. 重组质粒的形成在细胞内完成C. 质粒都可作运载体D. 蛋白质的结构可为合成目的基因提供资料6. 科学家通过基因工程的方法，能使马铃薯块茎含有人奶蛋白。以下有关该基因工程的叙述错误的是（ D ）A. 采用反转录的方法得到的目的基因B. 基因非编码区对于目的基因在块茎中的表达是不可缺少的C. 马铃薯的叶肉细胞可作为受体细胞D. 用不同种限制酶处理质粒和含有目的基因的DNA，可产生黏性末端而形成重组DNA分子7. 基因工程常用的受体细胞有（ D ） 大肠杆菌 枯草杆菌 支原体 动植物细胞A. B. C. D. 8. 用DNA探针检测饮用水中病毒的具体方法是（ C ）A. 与被检测病毒的DNA碱基序列进行比较B. 与被检测病毒的DNA碱基序列进行组合C. 与被检测病毒的DNA碱基序列进行杂交D. A、B、C三种方法均可9. 1976年，美国的H.Boyer教授首次将人的生长抑制素释放因子的基因转移到大肠杆菌，并获得表达，此文中的“表达”是指该基因在大肠杆菌（ C ） A. 能进行DNA复制 B. 能传递给细菌后代C. 能合成生长抑制素释放因子 D. 能合成人的生长素10. 以下有关基因工程的叙述，正确的是（ D ）A. 基因工程是细胞水平上的生物工程 B. 基因工程的产物对人类全部是有益的C. 基因工程产生的变异属于人工诱变 D. 基因工程育种的优点之一是目的性强二. 非选择题：1 在药品生产中，有些药品如干扰素，白细胞介素，凝血因子等，以前主要是从生物体的组织、细胞或血液中提取的，由于受原料来源限制，价价十分昂贵，而且产量低，临床供应明显不足。自70年代遗传工程发展起来以后，人们逐步地在人体内发现了相应的目的基因，使之与质粒形成重组DNA，并以重组DNA引入大肠杆菌，最后利用这些工程菌，可以高效率地生产出上述各种高质量低成本的药品，请分析回答：（1）在基因工程中，质粒是一种最常用的 基因的运载体 ，它广泛地存在于细菌细胞中，是一种很小的环状 DNA 分子。（2）在用目的基因与质粒形成重组DNA过程中，一般要用到的工具酶是 限制性内切酶 和 DNA连接酶 。（3）将含有“某激素基因”的质粒导入细菌细胞后，能在细菌细胞内直接合成“某激素”，则该激素在细菌体内的合成包括 转录 和 翻译 两个阶段。（4）在将质粒导入细菌时，一般要用 氯化钙 处理细菌，以增大 细胞壁的通透性 。2. 科学家通过基因工程培育抗虫棉时，需要从苏云金芽孢杆菌中提取出抗虫基因，“放入”棉花的细胞中与棉花的DNA结合起来并发挥作用，请回答下列有关问题：（1）从苏云金芽孢杆菌中切割抗虫基因所用的工具是限制性内切酶，此工具主要存在于微生物 中，其特点是一种限制性内切酶只能识别一种特定的核苷酸系列，并在特定的点位切割 。（2）苏云金芽孢秆菌一个DNA分子上有许多基因，获得抗虫基因常采用的方法是“鸟枪法”。具体做法是：用限制性内切酶将苏云金芽孢杆菌的DNA切成许多片段，然后将这些片段分别与载体结合，再通过 载体 转入不同的受体细胞，让它们在各个受体细胞中大量复制 ，从中找出含有目的基因的细胞，再用一定的方法把带有目的基因的片段分离出来。三.问答题 如果目的基因是人的胰岛素基因，选择的工程菌为大肠